DorFuchs
p-q-Formel (Die Lösungsformel) (Mathe-Song)
updated
Das Einstein-Problem wurde 2023 durch diese besondere Form gelöst! Außerdem gab es noch viele weitere Entdeckungen rund um dieses Teil.
In diesem Video gebe ich sozusagen mit einem Jahr Verspätung diese Entdeckung auch hier an euch weiter, damit jeder mal davon gehört hat.
Auf den folgenden Seiten finden sich die Paper, viele Informationen und interaktive Inhalte zu den von David Smith, Joseph Samuel Myers, Craig S. Kaplan und Chaim Goodman-Strauss gefundenen Formen und Mustern:
An aperiodic monotile
Übersichtsseite zum ersten Paper:
cs.uwaterloo.ca/~csk/hat
A chiral aperiodic monotile
Übersichtsseite zum zweiten Paper:
cs.uwaterloo.ca/~csk/spectre
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Hier geht es zu meinem Video, wo ich das Sierpinski-Dreieck im Pascalschen Dreieck wiedergefunden habe: youtu.be/9WjJXqCFhfo
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Mein Video zu den Millenium-Problemen, wo ich auch bei der Riemannschen Vermutung 1+2+3+...=-1/12 anspreche: youtu.be/9nPwel6xvFY
Das bekannte Video von Numberphile zu dem Thema: youtu.be/w-I6XTVZXww
Und die Antwort von Mathologer dazu: youtu.be/YuIIjLr6vUA
Blog-Artikel von Terence Tao mit dem Beweis, dass mit glatten Gewichtsfunktionen w(x) immer C*N^2 - 1/12 + O(1/N) herauskommt:
terrytao.wordpress.com/2010/04/10/the-euler-maclaurin-formula-bernoulli-numbers-the-zeta-function-and-real-variable-analytic-continuation
Mein Video dazu, warum 1 + 1/2^2 + 1/3^2 + 1/4^2 + ... = pi^2/6 ist: youtu.be/CTYuVXNaFlk
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Math Olympiad Solver von Numina: huggingface.co/spaces/AI-MO/math-olympiad-solver
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Inhaltlich erwähnte Videos von mir (Infokarten):
- Eine Zusammenfassung meiner Zeit als Doktorand: youtube.com/watch?v=1UL0cH5I4OI
- Komplexe Zahlen (Mathe-Song): youtube.com/watch?v=HRzQAnUl1C4
- Mein letztes Video zu BB(5), wo Turing-Maschinen gezeigt werden: youtube.com/watch?v=z5wJrB4S6TI
- Ein Video über das Wachstum der Fakultät: youtube.com/watch?v=6i83WUdFNls
- Wie man Ableitungen verallgemeinern kann und, was passiert, wenn man nicht-differenzierbare Funktionen ableitet: youtube.com/watch?v=UyLwv4kiKGA
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0:00 Überblick
3:50 Poincaré-Vermutung
10:48 Riemannsche Vermutung
19:21 P-NP-Problem
30:31 Navier-Stokes
34:09 Birch und Swinnerton-Dyer
37:06 Yang-Mills
38:52 Hodge-Vermutung
Es wird übrigens Millennium und nicht Millenium geschrieben. Also mit zwei "n". Mir passiert es aber ständig, dass ich ein "n" vergesse und ich wollte hier die falsche Schreibweise "Millenium-Probleme" mal mit in die Videobeschreibung packen, damit alle, die so wie ich Millennium falsch schreiben, dieses Video dadurch besser finden können. 😉
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Mein am Ende erwähntes Video zu Dedekind-Zahlen:
youtu.be/qg9a4vLCsuM
Am 2. Juli 2024 wurde BB(5) gefunden bzw. der Beweis dafür, dass der in den Jahren zuvor vermutete Wert tatsächlich korrekt ist.
Hier schauen wir uns mal an, was BB(n) bedeutet und, welche interessanten Eigenschaften diese Zahlenfolge besitzt.
Für alle, die tiefer eintauchen wollen:
Die offizielle Ankündigung des Beweises von The Busy Beaver Challenge
discuss.bbchallenge.org/t/july-2nd-2024-we-have-proved-bb-5-47-176-870/237
Die Website von The Busy Beaver Challenge
bbchallenge.org
Ein Artikel von Quanta Magazine, der die Historie des Problems sehr schön beschreibt
quantamagazine.org/amateur-mathematicians-find-fifth-busy-beaver-turing-machine-20240702
Johannes Riebel, The Undecidability of BB(748), Bachelorarbeit
https://www.ingo-blechschmidt.eu/assets/bachelor-thesis-undecidability-bb748.pdf
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In diesem Video schauen wir uns an, was eigentlich ein Banachraum ist und, warum die Vollständigkeit von Banachräumen für meine Doktorarbeit so wichtig ist.
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Beispiel: 10^(6*3) = 10^18 ist eine Trillion.
Für 10^(6n+3) wird die Endung -illiarde verwendet.
Beispiel: 10^(6*3 + 3) = 10^21 ist eine Trilliarde.
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Songtext:
Eins, zehn, hundert, tausend,
eine Million und eine Milliarde,
eine Billion und eine Billiarde
eine Trillion und eine Trilliarde,
eine Quadrillion und eine Quadrilliarde,
eine Quintillion und eine Quintilliarde,
eine Sextillion und eine Sextilliarde,
eine Septillion und eine Septilliarde,
eine Oktillion und eine Oktilliarde,
eine Nonillion, eine Nonilliarde,
eine Dezillion, eine Dezilliarde,
eine Undezillion und eine Undezilliarde,
eine Duodezillion und eine Duodezilliarde,
eine Tredezillion und eineTredezilliarde,
eine Quattuordezillion und eine Quattuordezilliarde,
eine Quindezillion, eine Quindezilliarde,
eine Sexdezillion und eine Sexdezilliarde
und zehn Sexdezilliarden sind, wie man erkennt,
gleich zehn hoch hundert, was man ein Googol nennt.
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In diesem Video schauen wir uns das Geburtstagsparadoxon am Beispiel der EM 2024 an, denn da gibt es erstaunlich viele Teams, in denen zwei (oder sogar drei) Spieler am gleichen Tag Geburtstag haben! Oder ist das gar nicht so erstaunlich, sondern sogar zu erwarten?
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Falls ihr Planet Wild erst noch besser kennenlernen möchtet, schaut euch dieses Video an, wo sie die Walforschung durch innovative Drohnen-Technik vorantreiben: planetwild.com/r/dorfuchs/m14
In diesem Video schaue ich mir die offiziellen Statistiken zum Abitur an und vergleiche diese Daten mit dem, was man intuitiv erwartet, wofür ich eine Umfrage mit gut 1.700 Teilnehmern gemacht habe.
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Ihr könnt beim übernächsten Video mithelfen, indem ihr diese Umfrage zur Verteilung der Abiturnoten ausfüllt:
https://forms.gle/MntQj7fWZ9AbBCTr7
Die in diesem Video gezeigte Aufgabe kam als Themenvorschlag in der DorFuchs Community Umfrage 2024:
https://forms.gle/k6fMVLH3v3DgDzRZ8
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Wie alle Mathe-Songs auch auf Spotify verfügbar: http://bit.ly/DorFuchsSpotify
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In diesem Video wird die internationale Mathematik Olympiade kurz vorgestellt, im Zeitalter von künstlicher Intelligenz eingeordnet und Aufgabe 5 der IMO 2023 gelöst.
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DorFuchs Community Umfrage 2024: https://forms.gle/7Cxy8pG8RfXrRTNdA
Danke an bisher schon 3.141 Teilnehmer 🤓 (Stand 14.03.)
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Meine Doktorurkunde ist da und das nehme ich mal zum Anlass, um meine Erfahrungen als Doktorand mit euch zu teilen.
Die am Ende gezeigten Datenvisualisierungen wurden mit Flourish erzeugt und finden sich hier:
Promovierende 2022 nach Fach https://public.flourish.studio/visualisation/16778245/
Median-Alter der Promovierenden in Deutschland 2022 https://public.flourish.studio/visualisation/16777427/
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Akkorde:
|: Gb Abm Bbm Abm :|
Ende des Raps: Gb Abm Bbm B Db
Ende des Refrains: Ebm Db B
Bridge: Abm Gb Db (3x) B Bm
Songtext:
Vielleicht willst oder sollst du mal den ggT berechnen,
also den größten gemeinsamen Teiler, aber mal echt: wenn
du erstmal deine Zahl’n in ihre Primfaktor’n zerlegst,
dann siehst du schnell den ggT, aber wenn du mal überlegst,
wie viel Aufwand es bedeutet, Primfaktoren zu suchen
solltest du vielleicht lieber Euklids Algorithmus versuchen,
weil sich damit der ggT durch bisschen Division mit Rest
in nur wenigen Schritten berechnen lässt.
Man zieht die kleine Zahl so oft von der großen ab,
wie sie reinpasst und im Ergebnis hat
man den Rest und den nimmt man als die nächste Zahl
und mit den letzten beiden macht man das jetzt nochmal.
(3x)
Man zieht die kleine Zahl so oft von der großen ab,
bis man hier am Ende keinen Rest mehr hat
und die letzte Zahl, die ich vor der Null seh’
ist der ggT.
OK. Durch Rechnen mit dem Rest bei Division,
auch ”Modulo” genannt, kannst du das am Rechner schon
mit nur wenig Aufwand super einfach implementieren
Aber warum wird der Algorithmus immer funktionieren?
Nun: Ist ein Teiler in zwei Zahlen enthalten,
dann kann ich ihn bei Plus und Minus hier mit Klammern abspalten
Bei Differenzen und Summen können wir also festhalten:
Gemeinsame Teiler bleiben dabei erhalten.
Haben a und b einen gemeinsamen Teiler,
dann steckt der auch in jedem Vielfachen von b. Und weiter
ist der Teiler dann auch in der Differenz mit drin
und bei b ja sowieso und jetzt schau mal hin,
was passiert, wenn wir von der Aussage unten ausgehen.
In jedem Vielfachen und in der Summe könn’ wir wieder sehen,
dass der Teiler dabei bleibt, doch die Summe ist a.
Und da der Teiler auch im b steckt, wird also klar:
Die gemeinsamen Teiler sind also beide Male gleich,
wodurch ich garantiert den gleichen ggT erreich’.
Wenn ich n so groß wähle, wie oft b in a reinpasst,
ist das ein Schritt im Algorithmus, der es jedes Mal schafft,
dass der Rest immer echt kleiner ist als b,
weshalb ich immer kleinere Zahlen und irgendwann die Null seh’.
Doch dann ist b selbst gemeinsamer Teiler und ich versteh’:
Einen größeren gibt es nicht. Ich habe den g - gT!
Man zieht die kleine Zahl so oft von der großen ab,
wie sie reinpasst und im Ergebnis hat
man den Rest und den nimmt man als die nächste Zahl
und mit den letzten beiden macht man das jetzt nochmal.
(3x)
Man zieht die kleine Zahl so oft von der großen ab,
bis man hier am Ende keinen Rest mehr hat
und die letzte Zahl, die ich vor der Null seh’
ist der ggT.
Und es gibt auch noch ne erweiterte Version.
Mit a, 1, 0 und b, 0, 1 hab ich schon
den Anfang und rechne ich jetzt zeilenweise, seh
ich am Ende hier aus a und b
eine Linearkombination zum ggT.
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Quellen:
• Paul Dirac
de.wikipedia.org/wiki/Paul_Dirac
• Die Anekdote, dass die Professoren in Cambridge das Problem mit vier 2en behandelt haben und Dirac die Lösung mit drei 2en fand, findet sich in "The Strangest Man"
softouch.on.ca/kb/data/Strangest%20Man%20(The).pdf (Seite 176-177)
• Aufgabensammlung der Moskauer Mathe-Olympiade
diendantoanhoc.org/index.php?app=core&module=attach§ion=attach&attach_id=22389
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Hier https://www.dorfuchs.de/kaprekar könnt ihr mit verschiedener Basis und Anzahl der Ziffern den Graph betrachten.
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7:01 Meine Gedanken dazu
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Songtext:
Es gibt in der Trigonometrie
so ein paar Dinge, die merkte ich mir nie.
Deswegen schrieb ich dieses Lied,
damit es endlich eine Merkhilfe gibt.
Und damit gibt es jetzt hier eine schon sehr bequeme
Möglichkeit, sich die Additionstheoreme
als Ohrwurm zu merken und das macht mich froh
und das Ganze geht so:
Der Sinus einer Summe ist "sin cos plus cos sin"
und der Kosinus 'ner Summe ist "cos cos minus sin sin".
Der Sinus einer Summe ist "sin cos plus cos sin"
und der Kosinus 'ner Summe ist "cos cos minus sin sin".
Ich leite das mal her mit komplexen Zahlen,
bei denen wir die Eulersche Formel haben.
In diese setze ich x + y ein.
Dann wird der Exponent ix + iy sein.
Nach Potenzgesetz und wieder Eulers Formel kann
ich ausmultiplizieren und verwende dann,
dass i Quadrat minus 1 ist und das fetzt,
denn insgesamt sehe ich jetzt:
Der Sinus einer Summe ist "sin cos plus cos sin"
und der Kosinus 'ner Summe ist "cos cos minus sin sin".
Der Sinus einer Summe ist "sin cos plus cos sin"
und der Kosinus 'ner Summe ist "cos cos minus sin sin".
Und mit y = x siehst du, dass
hier Doppelwinkelformeln steh'n
und mit dem trigonometrischen Pythagoras
kannst du noch mehr Zusammenhänge versteh'n.
Ja mit y = x siehst du, dass
hier Doppelwinkelformeln steh'n
und mit dem trigonometrischen Pythagoras
kannst du noch mehr Zusammenhänge versteh'n.
Der Sinus einer Summe ist "sin cos plus cos sin"
und der Kosinus 'ner Summe ist "cos cos minus sin sin".
Der Sinus einer Summe ist "sin cos plus cos sin"
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1:41 1) polynomielle Interpolation
6:02 2) Kreisflächen
9:25 3) Quersumme von 11^n
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12:11 4) Anzahl der Teiler von n!
13:30 5) 1, ..., n als Faktoren
15:19 6) Primzahlen kleiner als e^n + 1
17:09 7) Ableitungen an der Stelle 0
18:56 8) n teilt 3^n – 1
20:08 9) Collatz-Startwerte
23:28 10) 1^n + 2^n + ... + k^n als Primzahl
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0:00 Intro
3:04 Verfügbare Daten
6:11 Werbung Timeless
7:49 Das Diagramm
10:46 Gewinn und Verlust
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0:00 Einleitung
0:45 "Grobe Vorstellung"
2:31 "Gleicher Nenner"
4:47 Werbung: Fabulous
5:57 "Gleicher Zähler"
7:05 "Über Kreuz multiplizieren"
9:24 "Horizontales Kürzen"
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In diesem Video habe ich mal einige Tipps fürs Studium zusammengetragen.
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Eine gute Sammelstelle für den aktuellen Stand der Forschung liefert der englische Wikipedia-Artikel:
en.wikipedia.org/wiki/Happy_number
Der Beweis, dass die obere Dichte größer als 0,18577 und die untere Dichte kleiner als 0,1138 ist, findet sich hier:
Justin Gilmer – On the Density of Happy Numbers
arxiv.org/abs/1110.3836
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http://www.bundeswettbewerb-mathematik.de/
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Inhalt:
00:00 Intro
01:21 Definition von Zahlen und Grundrechenarten (Körperaxiome)
07:00 Der Beweis, dass Division durch 0 unmöglich ist
10:31 Wie man unlösbare Probleme löst
15:19 Division durch 0 bei Grenzwerten
18:31 NordVPN Rap
20:05 [0,∞) ∪ {∞}
25:27 ℝ ∪ {+∞, -∞}
27:46 ℝ ∪ {∞}
29:50 0 = 1
30:51 Fazit
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